【手続補正書】
【提出日】平成18年6月13日(2006.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  基準別音声特徴ベクトル格納装置、その基準別音声特徴ベクトル格納装置を用いた音声素片情報出力装置、その音声素片情報出力装置を用いた音声合成装置、音声合成処理プログラム、および、プログラム記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】音声を分類する際の基準毎に音声特徴量が格納されると共に、予め決められたカテゴリに属する複数組の基準のベクトル符号帳と上記カテゴリに属さない基準のベクトル符号帳とを含む基準別ベクトル符号帳と、
声質指定に基づいて上記複数組の上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳から１組を切り換え選択する切換手段
を備えたことを特徴とする基準別音声特徴ベクトル格納装置。
【請求項２】  請求項１に記載の基準別音声特徴ベクトル格納装置と、
音声素片とこの音声素片に該当する各基準毎の上記基準別ベクトル符号帳へのインデックスとが格納された音声素片データベースと、
与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記基準別音声特徴ベクトル格納装置の上記基準別ベクトル符号帳と上記音声素片データベースとを参照して、上記切換手段によって切り換え選択された基準別ベクトル符号帳から音声素片情報を選択して出力する音声素片選択手段と
を備えたことを特徴とする音声素片情報出力装置。
【請求項３】  請求項２に記載の音声素片情報出力装置と、
上記音声素片情報出力装置から出力された音声素片情報に基づいて合成音声を生成する音声合成手段と
を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項４】  請求項３に記載の音声合成装置において、
テキスト情報が入力されるテキスト入力手段と、
上記テキスト情報を解析して上記基準の連鎖を出力するテキスト解析手段と、
上記テキスト解析手段からの上記各基準に基づいて韻律情報を生成する韻律生成手段と
を備え、
上記音声素片情報出力装置の音声素片選択手段は、上記テキスト解析手段からの上記各基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報を出力し、
上記音声合成手段は、上記音声素片情報に加えて、上記韻律生成手段からの韻律情報をも加味して合成音声を生成する
ようになっていることを特徴とする音声合成装置。
【請求項５】音声を分類する際の基準毎に音声特徴量が格納されると共に、複数組み設けられた基準別ベクトル符号帳と、
声質指定に基づいて上記複数組の基準別ベクトル符号帳から１組を切り換え選択する切換手段
を備えたことを特徴とする基準別音声特徴ベクトル格納装置。
【請求項６】  請求項５に記載の基準別音声特徴ベクトル格納装置と、
音声素片とこの音声素片に該当する各基準毎の上記基準別ベクトル符号帳へのインデックスとが格納された音声素片データベースと、
与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記基準別音声特徴ベクトル格納装置の上記基準別ベクトル符号帳と上記音声素片データベースとを参照して、上記切換手段によって切り換え選択された基準別ベクトル符号帳から音声素片情報を選択して出力する音声素片選択手段と
を備えたことを特徴とする音声素片情報出力装置。
【請求項７】  請求項６に記載の音声素片情報出力装置と、
上記音声素片情報出力装置から出力された音声素片情報に基づいて合成音声を生成する音声合成手段と
を備えたことを特徴とする音声合成装置。
【請求項８】  請求項７に記載の音声合成装置において、
テキスト情報が入力されるテキスト入力手段と、
上記テキスト情報を解析して上記基準の連鎖を出力するテキスト解析手段と、
上記テキスト解析手段からの上記各基準に基づいて韻律情報を生成する韻律生成手段と
を備え、
上記音声素片情報出力装置の音声素片選択手段は、上記テキスト解析手段からの上記各基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報を出力し、
上記音声合成手段は、上記音声素片情報に加えて、上記韻律生成手段からの韻律情報をも加味して合成音声を生成する
ようになっていることを特徴とする音声合成装置。
【請求項９】  コンピュータを、
請求項３あるいは請求項７に記載の音声合成装置における上記基準別ベクトル符号帳,切換手段,音声素片データベース,音声素片選択手段および音声合成手段
として機能させることを特徴とする音声合成処理プログラム。
【請求項１０】  請求項９に記載の音声合成処理プログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読出し可能なプログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、テキストから音声を生成する際に用いられる基準別音声特徴ベクトル格納装置、その基準別音声特徴ベクトル格納装置を用いた音声素片情報出力装置、その音声素片情報出力装置を用いた音声合成装置、音声合成処理プログラム、および、その音声合成処理プログラムを記録したプログラム記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テキストから音声を生成する音声合成装置の一般的な構成を図７に示す。この音声合成装置は、入力端子１,テキスト解析器２,韻律生成器３,音声素片選択器４,音声素片データベース５,音声合成器６および音声出力端子７で概略構成されている。
【０００３】
上記テキスト解析器２は、単語や文章等のテキスト情報(例えば「左」)が入力されると、読み情報(例えば「ｈｉｄａｒｉ」)を韻律生成器３および音声素片選択器４に出力する。韻律生成器３は、上記読み情報を入力して、韻律情報(声の高さ,声の大きさ,継続時間長)を生成して音声合成器６に出力する。ここで、声の高さは母音(Ｖ：Vowel)のピッチ(基本周期)で決定され、例えば「ｈｉｄａｒｉ」の場合には、時間順に母音「ｉ」,「ａ」,「ｉ」のピッチを決定することになる。また、声の大きさや発声速度は、各音素(例えば「ｈ,ｉ,ｄ,ａ,ｒ,ｉ」)毎に振幅情報および継続時間長で決定される。
【０００４】
上記音声素片選択器４は、上記音声素片データベース５を参照し、上記読み情報に基づいて音声合成単位である音声素片を選択する。上記音声素片としては、子音(Ｃ：Consonant)＋母音(＝ＣＶ)の音韻単位(例えば「ｋａ,ｇｕ」)や、高音質化を目的として音韻過渡部の特徴量を保持した母音＋子音＋母音(＝ＶＣＶ)単位(例えば「ａｋｉ,ｉｔｏ」)等が広く使用されている。
【０００５】
最後に、上記音声合成器６は、上記韻律生成器３で生成された韻律情報と音声素片選択器４で選択された音声素片の情報とに基づいて音声信号を生成し、音声出力端子７から出力する。尚、図７に示す音声合成装置は、１種類の音声素片データベース５のみを有しているため、音質は基本的に１種類である。
【０００６】
図８は、複数の音声素片データベースを備える音声合成装置のブロック図である。入力端子１１,テキスト解析器１２,韻律生成器１３,音声素片選択器１４,音声合成器１８および音声出力端子１９は、図７における入力端子１,テキスト解析器２,韻律生成器３,音声素片選択器４,音声合成器６および音声出力端子７と同じである。
【０００７】
本音声合成装置は、２つの音声素片データベース１５および音声素片データベース１６を有しており、例えば音声素片データベース１５には男性の音声(男声)の音声素片が格納され、音声素片データベース１６には女性の音声(女声)の音声素片が格納されている。そして、切換器１７によって、外部からの声質指定に応じて何れか一方の音声素片データベースが選択的に音声素片選択器１４に接続されるようになっている。尚、音声素片データベースの数は３個以上であっても一向に差し支えない。
【０００８】
しかしながら、図７および図８に示す音声合成装置においては、音声素片データベース５,１５,１６のデータ容量が一般に大きいという問題がある。そこで、音声素片データベースのデータ容量を圧縮削減した音声合成装置が提案されている(特開２００１‐１５４６８３号広報)。図９は、この音声合成装置のブロック図を示す。入力端子２１,テキスト解析器２２,韻律生成器２３,音声合成器２８および音声出力端子２９は、図７における入力端子１,テキスト解析器２,韻律生成器３,音声合成器６および音声出力端子７と同じである。
【０００９】
本音声合成装置では、自然音声データを分析して得られた音声特徴スペクトルをベクトル量子化して、音声を分類する際の基準とテンプレートとの対応を示す基準別ベクトル符号帳２７を得ると共に、この基準別ベクトル符号帳へのインデックスを音声素片データベース２５に格納している。そして、音声素片選択器２４は、音声特徴ベクトル選択器２６を制御して基準別ベクトル符号帳２７をアクセスするようにしている。以下、説明の便宜上、基準別ベクトル符号帳２７の基準を音素とする。したがって、基準別ベクトル符号帳２７は、音素別ベクトル符号帳である。
【００１０】
図１０は、上記音声素片データベース２５に格納されたデータ構造の一例を示す。ここで、音声素片データベース２５には、自然音声データからＶＣＶの単位で適切に切り出された音声データを分析し、合成に必要な情報の形式に変換したものを格納している。日本語の場合、ＶＣＶ素片数は約８００個存在する。ＶＣＶ毎に格納する情報としては、ＶＣＶの音素境界位置情報(seg1,seg2,seg3：ＶＣＶのフレーム数)、フレーム毎の声帯振動の有無を表す有声/無声情報(uv［１］,uv［２］,…,uv［seg3］)、各フレーム毎の音の大きさを表す振幅情報(pow［１］,pow［２］,…,pow［seg3］)、および、各フレーム毎の音声特微量(音素別ベクトル符号帳２７)ヘのインデックス(idx［１］,idx［２］,…,idx［seg3］)である。尚、［ｘ］は、各情報およびインデックスのフレーム番号を示す。
【００１１】
音声データを一括してベクトル量子化すると、音声特微量のバリエーションが非常に大きく、効率良くベクトル量子化することが困難である。したがって、ベクトル量子化に多くの情報量が必要になってしまい、音声特徴量へのインデックスに必要な情報量も大きくなってしまう。しかしながら、本実施の形態においては、基準別ベクトル符号帳２７の基準に音素を用いると共に、特徴量としてスペクトルを表現するパラメータを用いている。このように、音素を限定するとスペクトル形状が比較的似通ったパラメータが集まるので、スペクトルパラメータを効率的にベクトル量子化することができ、インデックスに必要な情報量を小さく抑えることができるのである。
【００１２】
図９において、上記音声素片選択器２４によって音声素片ＶＣＶとして例えば「ｉｔｏ」を選択する場合には、以下のように動作する。すなわち、音声素片選択器２４は、音声素片データベース２５を参照して、対象音声素片「ｉｔｏ」に関する有声/無声情報(uv［１］,uv［２］,…,uv［seg3］)と、振幅情報(pow［１］,pow［２］,…,pow［seg3］)と、インデックス(idx［１］,idx［２］,…,idx［seg3］)を得る。そして、得られたインデックス(idx［１］,idx［２］,…,idx［seg3］)と対象音声素片の音素列(/ｉ/,/ｔ/,/ｏ/)とを音声特徴ベクトル選択器２６に送出する。
【００１３】
そうすると、上記音声特徴ベクトル選択器２６は、先ず、音素/ｉ/に従って、符号［ｉ］と音声特微量ベクトルとが対応付けられた/ｉ/符号帳２７bを切り換え選択する。そして、次に、/ｉ/符号帳２７bの中から、上記インデックスidx［１］,idx［２］,…,idx［seg1−１］に従って、第１,２,…,(seg1−１)フレームの音声特微量ベクトルを順次読み出して音声素片選択器２４に送出する。以下、上述の動作を繰り返して、/ｔ/符号帳における第seg1,…,(seg2−１)フレームの音声特微量ベクトルを順次読み出し、/ｏ/符号帳における第seg2,…,seg3フレームの音声特微量ベクトルを順次読み出して音声素片選択器２４に送出するのである。
【００１４】
上記音声合成器２８は、上記音声素片選択器２４からの有声/無声情報uvに基づいて、有音の場合には韻律生成器２３からの「高さ」および音声素片選択器２４からの振幅情報powに応じた時間間隔および波高のパルス列を生成する一方、無音の場合には白色雑音を生成する。そして、これらの音源信号の振幅を韻律生成器２３からの「大きさ」に応じた振幅に増幅し、この増幅された音源信号に対して音声素片選択器２４からの音声特微量ベクトルのパラメータに基づいてフィルタリング処理を行って音声波形を生成するのである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の音声合成装置には、以下のような問題がある。すなわち、図７に示す音声合成装置の音声素片データベース５は、音質の良い合成音声を得るために一般にデータサイズが大きい。さらに、図８に示す音声合成装置では、複数の音声素片データベース１５,１６を有しているため、複数化すると共に比例的に容量が大きくなり、コストが高くなると言う問題がある。
【００１６】
また、図９に示す音声合成装置においては、音声特徴スペクトルのベクトル量子化によって音声素片データベースのデータ容量の圧縮削減を図っている。しかしながら、複数の異なる声質を実現するためには、音声素片データベース２５,音声特徴ベクトル選択器２６および音素別ベクトル符号帳２７を、そのまま複数組み設ける必要があるために、全体としてデータ容量が増加するという問題がある。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、音声合成に必要な処理量の増加がなく音声素片データの容量増加を抑えて複数の声質の合成音声を得ることを可能にする基準別音声特徴ベクトル格納装置、その基準別音声特徴ベクトル格納装置を用いた音声素片情報出力装置、その音声素片情報出力装置を用いた音声合成装置、音声合成処理プログラム、および、その音声合成処理プログラムを記録したプログラム記録媒体を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置は、
音声を分類する際の基準毎に音声特徴量が格納されると共に、予め決められたカテゴリに属する複数組の基準のベクトル符号帳と上記カテゴリに属さない基準のベクトル符号帳とを含む基準別ベクトル符号帳と、
声質指定に基づいて上記複数組の上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳から１組を切り換え選択する切換手段
を備えたことを特徴としている。
【００１９】
上記構成によれば、音素や調音方式等の音声を分類する際の基準を、声質に影響を及ぼすカテゴリに属する基準と属さない基準とに分け、上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳が声質数に応じて複数組設けられる一方、上記カテゴリに属さない基準(声質に影響を及ぼさない基準)のベクトル符号帳は１組設けられる。そして、声質指定に基づいて切換手段によって上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳が１組切り換え選択される。
【００２０】
このように、上記カテゴリに属する基準の符号帳のみが複数組設けられることによって、複数の声質による音声合成を実現するに際して、上記基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００２１】
また、第２の発明の音声素片情報出力装置は、
上記第１の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置と、
音声素片とこの音声素片に該当する各基準毎の上記基準別ベクトル符号帳へのインデックスとが格納された音声素片データベースと、
与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記基準別音声特徴ベクトル格納装置の上記基準別ベクトル符号帳と上記音声素片データベースとを参照して、上記切換手段によって切り換え選択された基準別ベクトル符号帳から音声素片情報を選択して出力する音声素片選択手段と
を備えたことを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、上記第１の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置の場合と同様にして、声質指定に基づいて上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳が１組切り換え選択されると、音声素片選択手段によって、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記選択された上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳と１組の上記カテゴリに属さない基準のベクトル符号帳とで成る基準別ベクトル符号帳および上記音声素片データベースが参照されて音声素片情報が選択される。こうして、上記音声素片情報の選択を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００２３】
また、第３の発明の音声合成装置は、
上記第２の発明の音声素片情報出力装置と、
上記音声素片情報出力装置から出力された音声素片情報に基づいて合成音声を生成する音声合成手段と
を備えたことを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、上記第２の発明の音声素片情報出力装置の場合と同様にして、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報が選択されると、音声合成手段によって、上記選択された音声素片情報に基づいて合成音声が生成される。こうして、複数の声質によって合成音声を生成するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００２５】
また、１実施例の音声合成装置では、
テキスト情報が入力されるテキスト入力手段と、
上記テキスト情報を解析して上記基準の連鎖を出力するテキスト解析手段と、
上記テキスト解析手段からの上記各基準に基づいて韻律情報を生成する韻律生成手段と
を備え、
上記音声素片情報出力装置の音声素片選択手段は、上記テキスト解析手段からの上記各基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報を出力し、
上記音声合成手段は、上記音声素片情報に加えて、上記韻律生成手段からの韻律情報をも加味して合成音声を生成する
ようになっている。
この実施例によれば、韻律生成手段によって、テキスト解析手段によるテキスト情報の解析結果である各基準に基づいて韻律情報が生成されると、上記音声合成手段によって、上記韻律情報が加味された合成音声が生成される。こうして、高品位なテキスト音声合成を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００２６】
また、第４の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置は、
音声を分類する際の基準毎に音声特徴量が格納されると共に、複数組み設けられた基準別ベクトル符号帳と、
声質指定に基づいて上記複数組の基準別ベクトル符号帳から１組を切り換え選択する切換手段
を備えたことを特徴としている。
【００２７】
上記構成によれば、音素や調音方式等の音声を分類する際の基準毎に音声特徴量が格納された基準別ベクトル符号帳が声質数に応じて複数組設けられる。そして、声質指定に基づいて切換手段によって上記基準別ベクトル符号帳が１組切り換え選択される。
【００２８】
このように、上記基準別ベクトル符号帳のみが複数組み設けられることによって、複数の声質による音声合成を実現するに際して、上記基準別ベクトル符号帳を複数組設ける場合に比して、上記基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００２９】
また、第５の発明の音声素片情報出力装置は、
上記第４の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置と、
音声素片とこの音声素片に該当する各基準毎の上記基準別ベクトル符号帳へのインデックスとが格納された音声素片データベースと、
与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記基準別音声特徴ベクトル格納装置の上記基準別ベクトル符号帳と上記音声素片データベースとを参照して、上記切換手段によって切り換え選択された基準別ベクトル符号帳から音声素片情報を選択して出力する音声素片選択手段と
を備えたことを特徴としている。
【００３０】
上記構成によれば、上記第４の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置の場合と同様にして、声質指定に基づいて上記基準別ベクトル符号帳が１組切り換え選択されると、音声素片選択手段によって、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記選択された基準別ベクトル符号帳および上記音声素片データベースが参照されて音声素片情報が選択される。こうして、上記音声素片情報の選択を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００３１】
また、第６の発明の音声合成装置は、
上記第５の発明の音声素片情報出力装置と、
上記音声素片情報出力装置から出力された音声素片情報に基づいて合成音声を生成する音声合成手段と
を備えたことを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、上記第５の発明の音声素片情報出力装置の場合と同様にして、与えられた基準と上記声質指定に基づいて上記音声素片情報が選択されると、音声合成手段によって、上記選択された音声素片情報に基づいて合成音声が生成される。こうして、複数の声質によって合成音声を生成するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００３３】
また、１実施例の音声合成装置では、
テキスト情報が入力されるテキスト入力手段と、
上記テキスト情報を解析して上記基準の連鎖を出力するテキスト解析手段と、
上記テキスト解析手段からの上記各基準に基づいて韻律情報を生成する韻律生成手段と
を備え、
上記音声素片情報出力装置の音声素片選択手段は、上記テキスト解析手段からの上記各基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報を出力し、
上記音声合成手段は、上記音声素片情報に加えて、上記韻律生成手段からの韻律情報をも加味して合成音声を生成する
ようになっている。
この実施例によれば、韻律生成手段によって、テキスト解析手段によるテキスト情報の解析結果である各基準に基づいて韻律情報が生成されると、上記音声合成手段によって、上記韻律情報が加味された合成音声が生成される。こうして、高品位なテキスト音声合成を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００３４】
また、第７の発明の音声合成処理プログラムは、
コンピュータを、
上記第３の発明あるいは上記第６の発明の音声合成装置における上記基準別ベクトル符号帳,切換手段,音声素片データベース,音声素片選択手段および音声合成手段
として機能させることを特徴としている。
【００３５】
上記構成によれば、上記第３の発明あるいは第６の発明の場合と同様に、複数の声質による音声合成を実現するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００３６】
また、第８の発明のプログラム記録媒体は、
上記第７の発明の音声合成処理プログラムが記録されたことを特徴としている。
【００３７】
上記構成によれば、上記第７の発明の場合と同様に、複数の声質による音声合成を実現するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
＜第１実施の形態＞
図１は、本実施の形態の合成音声装置におけるブロック図である。本実施の形態における音声合成装置は、図９に示す音声合成装置における音素別ベクトル符号帳を複数有し、切換器で何れかの音素別ベクトル符号帳を切り換え選択するものである。
【００３９】
すなわち、テキスト解析器３２は、テキスト情報が入力端子３１から入力されると、入力テキスト情報に基づく読み情報を韻律生成器３３および音声素片選択器３４に出力する。韻律生成器３３は、上記読み情報に基づいて韻律情報(声の高さ,声の大きさ,継続時間長)を生成して音声合成器３５に出力する。音声素片選択器３４は、音声素片データベース３７を参照して、後に詳述するようにして音声合成単位である音声素片ＶＣＶの情報を得、音声合成器３５に出力する。
【００４０】
最後に、音声合成器３５は、上記音声素片選択器３４からのＶＣＶの有声/無声情報uv及び振幅情報powに基づいて、有音の場合には韻律生成器３３からの「高さ」に応じた時間間隔のパルス列を生成する一方、無音の場合には白色雑音を生成する。そして、これらの音源信号の振幅を韻律生成器３３からの「大きさ」に応じた振幅に増幅し、この増幅された音源信号に対して音声素片選択器３４からの音声特微ベクトルに基づいてフィルタリング処理を行って音声波形を生成する。こうして生成された音声波形は、音声出力端子３６から出力される。
【００４１】
上記音声素片データベース３７は、図９に示す音声合成装置における音声素片データベース２５と同じ構成を有している。つまり、ＶＣＶの音素境界位置情報(seg1,seg2,seg3：ＶＣＶのフレーム数)、フレーム毎の声帯振動の有無を表す有声/無声情報(uv［１］,uv［２］,…,uv［seg3］)、各フレーム毎の音の大きさを表す振幅情報(pow［１］,pow［２］,…,pow［seg3］)、及び、各フレーム毎の音声特微量(音素別ベクトル符号帳)ヘのインデックス(idx［１］,idx［２］,…,idx［seg3］)が格納されている。
【００４２】
本実施の形態においては、音素別ベクトル符号帳４０と音素別ベクトル符号帳４１との２個の音素別ベクトル符号帳を有している。そして、例えば、音素別ベクトル符号帳４０には、男声の音声特徴ベクトルに関する/ａ/符号帳４０a,/ｉ/符号帳４０b,…,/Ｎ/符号帳４０cを格納している。同様に、音素別ベクトル符号帳４１には、女声の音声特徴ベクトルに関する/ａ/符号帳４１a,/ｉ/符号帳４１b,…,/Ｎ/符号帳４１cを格納している。こうして、異なる声質の音素別ベクトル符号帳を予め用意しておくのである。ここで、音素別ベクトル符号帳の数は３以上であっても差し支えない。そして、切換器３９によって、外部からの声質指定に応じて、音素別ベクトル符号帳４０と音素別ベクトル符号帳４１との何れかを切り換え選択するのである。
【００４３】
上記音声素片選択器３４は、図９に示す音声合成装置における音声素片選択器２４の場合と同様に、音声素片データベース３７から音声素片ＶＣＶの有声/無声情報uv,振幅情報powおよびインデックスidxを得て、インデックスidxと上記ＶＣＶの音素列とを音声特徴ベクトル選択器３８に送出する。
【００４４】
音声特徴ベクトル選択器３８は、図９に示す音声合成装置における音声特徴ベクトル選択器２６の場合と同様に、音声素片選択器３４からのＶＣＶの音素列に基づいて、切換器３９によって選択された音素別ベクトル符号帳から音素符号帳を選択する。そして、この選択された音素符号帳から、音声素片選択器３４からのインデックスidxに基づいて該当する音声特徴ベクトルを読み出して、音声素片選択器３４に送出するのである。
【００４５】
このように、本実施の形態においては、上記音声素片データベース３７は共通に使用し、基準別ベクトル符号帳(図１では音素別ベクトル符号帳)のみを複数所有すれば良いので、複数声質に拡張する際のデータ量の増加を小さく抑えることができるのである。以下、音声素片データベース３７および音素別ベクトル符号帳４０,４１のデータ容量に付いて検討してみる。
【００４６】
図９に示す音声合成装置における音声素片データベース２５のデータ容量は、ＶＣＶの種類を８００、ＶＣＶの最大フレーム数を６４とし、有声/無声情報uvと振幅情報powとインデックスidxとを合わせて１フレーム当たり２Ｂyteで表現するとすると、約１００ＫＢyteとなる。また、音素別ベクトル符号帳２７のデータ容量は、音素毎に６４パターンの音声特徴ベクトルを格納し、音素数を３２とし、音声特徴量としてスペクトルパラメータを１パターン当たり４０ビットで表現するとすると、約１０ＫＢyteとなる。したがって、音声素片データベース２５と音素別ベクトル符号帳２７との総データ容量は、約１１０ＫＢyteとなるのである。
【００４７】
これに対して、本実施の形態における音声合成装置は、図９に示す音声合成装置における音素別ベクトル符号帳２７と同じデータ容量の音素別ベクトル符号帳を２個有している。したがって、音声素片データベース３７と音素別ベクトル符号帳４０,４１との総データ容量は、約１２０ＫＢyteとなる。すなわち、図９に示す音声合成装置における総データ容量約１１０ＫＢyteに対して、僅かに約１０ＫＢyteのデータ容量の増加で音質バリエーションを２つに増加させることできるのである。
【００４８】
一方、上述したように、図９に示す音声合成装置における音声素片データベース２５と音素別ベクトル符号帳２７とを単純に２組み設けた場合には、音声素片データベースと音素別ベクトル符号帳との総データ容量は約２２０ＫＢyteとなり、大幅な記憶容量の増加となるのである。
【００４９】
本実施の形態のごとく、複数の音素別ベクトル符号帳４０,４１を作成する方法としては、例えば基本の音素別ベクトル符号帳４０に音素符号帳４０a,４０b,…,４０c毎に格納された音声特微量に対して―括変換処理を行うことによって、声質が変換された音素別ベクトル符号帳４１を作成する方法が考えられる。その場合における上記一括変換処理としては、周波数スペクトルにおけるホルマント周波数位置を周波数シフトして移動する一括変換処理がある。例えば男声の周波数スペクトルを高い周波数方向に周波数シフトして、擬似的に女声による周波数スペクトルを作成するのである。
【００５０】
図２に、第１の周波数スペクトルにおけるホルマント周波数位置を周波数シフトして第２の周波数スペクトルを得る一括変換処理方法の一例を示す。また、図３に、上記一括変換処理結果の具体例を示す。図２において、変換器４２は、音素別ベクトル符号帳４０における/ａ/符号帳４０a,/ｉ/符号帳４０b,…,/Ｎ/符号帳４０cの周波数スペクトルを順次周波数軸変換して、音素別ベクトル符号帳４１における各/ａ/符号帳４１a,/ｉ/符号帳４１b,…,/Ｎ/符号帳４１cの周波数スペクトルを得るのである。
【００５１】
その場合における上記変換器４２の周波数軸変換特性は、図３(b)に示す通りである。図３(b)における横軸は入力音声スペクトルの周波数軸であり、縦軸は出力音声スペクトルの周波数軸である。直線ｂは、入力周波数と出力周波数が同一であり、無変換の関数を表す。直線ａは、入力周波数よりも出力周波数が高周波数側へ移動する関数を表す。直線ａによる周波数軸変換によれば、図３(a)に示す入力スペクトル４３は、図３(c)に示す出力スペクトル４４のように、高い周波数軸へ移動した音声スペクトルが生成される。逆に、直線ｃは、入力周波数よりも出力周波数が低周波数側へ移動する関数を表す。直線ｃによる周波数軸変換によれば、図３(c)に示す出力スペクトル４５のように、低い周波数軸へ移動した音声スペクトルが生成されるのである。
【００５２】
尚、図２における変換器４２は、上記音素別ベクトル符号帳４０における総ての音素符号帳の周波数スペクトルを一括して周波数軸変換するのであるが、図４に示す変換器４６のように、各音素毎に異なった変換器４６a,４６b,…,４６cを備えていても良い。そして、総ての音素符号帳を一括して変換処理するのではなく、音素毎に対応する変換器４６a,４６b,…,４６cによって変換処理を行うのである。
【００５３】
また、図２および図４に示す変換器４２,４６は、総ての音素符号帳に対して変換処理を行っている。ところが、一般に母音のホルマント周波数位置に音声の個人性の情報が含まれていると言われており、この知見に基づいて音素別ベクトル符号帳４０における母音の音素符号帳のみに対して周波数軸変換の処理を行うことによっても、音素別ベクトル符号帳４１を作成することができる。
【００５４】
この場合には、図５に示すように、変換器５１に、各母音毎に異なった変換器５１a,５１b,…,５１cを備える。そして、音素別ベクトル符号帳４０における母音符号帳４７の各母音毎の符号帳に対して変換器５１の対応する変換器によって変換処理を行い、音素別ベクトル符号帳４１の母音符号帳４９を得るのである。さらに、音素別ベクトル符号帳４１の子音符号帳５０は、音素別ベクトル符号帳４０の子音符号帳４８をそのままコピーするのである。
【００５５】
尚、上記変換器４２,４６,５１による周波数軸変換処理は、図１におけるテキスト解析器３２,韻律生成器３３,音声素片選択器３４および音声合成器３５が有する演算処理機能を利用して、音声合成処理時に実行することも可能であるが、演算能力の低い音声合成装置の場合には処理量が問題となる。その場合には、予め周波数軸変換処理を行って変換した音素別ベクトル符号帳を作成しておけば、処理量の増加を抑えて、複数の声質を有する音声合成を実現することができるのである。
【００５６】
＜第２実施の形態＞
図５に示す音素別ベクトル符号帳の作成方法においては、音素別ベクトル符号帳４１の子音符号帳５０は、音素別ベクトル符号帳４０の子音符号帳４８をそのままコピーして、母音符号帳４９と子音符号帳５０とが揃った音素別ベクトル符号帳４１を作成している。しかしながら、音素別ベクトル符号帳４１の子音符号帳５０は、音素別ベクトル符号帳４０の子音符号帳４８と全く同じであるから、子音符号帳４８のコピーを省略して、音素別ベクトル符号帳４１の子音符号帳５０として音素別ベクトル符号帳４０の子音符号帳４８を利用することも可能である。こうすれば、音素別ベクトル符号帳のデータ容量をさらに削減できるのである。
【００５７】
図６は、本実施の形態の音声合成装置における音素別ベクトル符号帳の部分のブロック図である。尚、図６では省略しているが、本実施の形態においても、上記第１実施の形態における入力端子３１,テキスト解析器３２,韻律生成器３３,音声素片選択器３４,音声合成器３５,出力端子３６,音声素片データベース３７,音声特徴ベクトル選択器３８および切換器３９と同じ入力端子,テキスト解析器,韻律生成器,音声素片選択器,音声合成器,出力端子,音声素片データベース,音声特徴ベクトル選択器および切換器６１を有している。
【００５８】
本実施の形態においては、上記音素別ベクトル符号帳を単純に複数備えるのではなく、あるカテゴリの音素に関する音素符号帳は複数組備えるが、その他のカテゴリの音素に関する音素符号帳は１組のみを備えるのである。例えば、複数話者の音素符号帳を格納する場合に、音声の個人性に寄与するのは特に母音の音声データであるという知見に基づいて、母音の音素符号帳のみを各話者毎に複数組み持ち、その他の子音符号帳は１組持ち、複数話者で共有するのである。
【００５９】
すなわち、図６に示すように、第１話者の音素別ベクトル符号帳６２は、母音符号帳６４と子音符号帳６５とから構成される。また、第２話者の音素別ベクトル符号帳６３は、母音符号帳６６と子音符号帳６５とから構成される。そして、第２話者の音素別ベクトル符号帳６３における母音符号帳６６は、例えば、第１話者の音素別ベクトル符号帳６２における母音符号帳６４を、図５に示す変換器５１によって周波数軸変換を行うことによって得る。また、子音符号帳６５は、音素別ベクトル符号帳６２と音素別ベクトル符号帳６３とで共有するのである。
【００６０】
上記構成の音声合成装置は次のように動作する。上記切換器６１に対して外部からの声質指定があると、切換器６１によって、上記声質指定に応じて、音素別ベクトル符号帳６２と音素別ベクトル符号帳６３との何れかが切り換え選択される。そして、上記音声特徴ベクトル選択器によって、図９に示す音声合成装置における音声特徴ベクトル選択器２６の場合と同様に、音声素片ＶＣＶの音素列に基づいて、切換器６１によって選択された例えば音素別ベクトル符号帳６３の母音符号帳６６と子音符号帳６５とから音素符号帳が選択される。そして、この選択された音素符号帳から、上記音声素片選択器によって上記音声素片データベースから得られたインデックスidxに基づいて該当する音声特徴ベクトルが読み出されて、音声素片選択器に送出されるのである。
【００６１】
本実施の形態の音声合成装置における音声素片データベースのデータ容量は、上記第１実施の形態の場合と同様とすれば約１００ＫＢyteである。また、音素別ベクトル符号帳６２のデータ容量は、上記第１実施の形態の場合と同様とすれば約１０ＫＢyteである。また、音素別ベクトル符号帳６２の音素数が「３２」であるのに対して、母音符号帳６６の母音符号帳６６の音素数は「５」であるから、母音符号帳６６のデータ容量は、約１０ＫＢyte×５/３２＝約１.６ＫＢyteである。したがって、上記音声素片データベースおよび音素別ベクトル符号帳の合計データ容量は約１１１.６ＫＢyteであり、上記第１実施の形態の場合の約１２０ＫＢyteよりもデータ容量を削減できる。
【００６２】
すなわち、本実施の形態によれば、上記音声素片データベースおよび音素別ベクトル符号帳の合計データ容量の増加を尚一層抑制して、複数の声質に拡張することができるのである。
【００６３】
上記各実施の形態においては、上記基準別ベクトル符号帳の基準を音素として説明したが、音素の他に例えば音韻カテゴリで分類しても差し支えない。また、音響的特徴が類似している摩擦音,破裂音,鼻音等の調音形式で分類しても良い。
【００６４】
また、上記音素別ベクトル符号帳に符号帳別に格納する音声特徴ベクトルは、特開２００１‐１５４６８３号公報と同様に、スペクトル形状を表すパラメータ(例えば線形予測係数)で格納しても良い。あるいは、音声合成装置の演算量を小さく抑える目的で、波形データの形式で保持しても良い。その場合には、波形データを１ピッチ分格納し、音声合成処理する際にピッチの間隔でピッチ波形を重畳合成する方式が広く利用されている。何れの形式で音素別ベクトル符号帳に格納するかは、データサイズと処理量の兼ね合いで設定すればよい。
【００６５】
尚、上記各実施の形態における音声合成装置による音声合成方法は、テキスト解析器３２によって文字列を読み情報に変換し、韻律生成器３３によって上記読み情報に基づいて韻律情報を生成し、声質指定に基づいて切換器３９,６１によって音素別ベクトル符号帳４０,４１の何れかをを切り換え選択し、音声素片選択器３４によって上記読み情報に基づいて音声素片データベース３７および上記選択された基準別ベクトル符号帳を参照して音声素片情報を選択し、音声合成器３５によって上記韻律情報および音声素片情報に基づいて合成音声を生成することによって行われる。
【００６６】
ところで、上記各実施の形態における上記テキスト解析器３２,韻律生成器３３,音声素片選択器３４,音声合成器３５,音声特徴ベクトル選択器３８および切換器３９,６１としての機能は、プログラム記録媒体に記録された音声合成処理プログラムによって実現される。上記各実施の形態における上記プログラム記録媒体は、ＲＯＭ(リード・オンリ・メモリ)でなるプログラムメディアである。あるいは、外部補助記憶装置に装着されて読み出されるプログラムメディアであってもよい。尚、何れの場合においても、上記プログラムメディアから音声合成処理プログラムを読み出すプログラム読み出し手段は、上記プログラムメディアに直接アクセスして読み出す構成を有していてもよいし、ＲＡＭ(ランダム・アクセス・メモリ)に設けられたプログラム記憶エリア(図示せず)にダウンロードし、上記プログラム記憶エリアにアクセスして読み出す構成を有していてもよい。尚、上記プログラムメディアから上記ＲＡＭのプログラム記憶エリアにダウンロードするためのダウンロードプログラムは、予め、本体装置に格納されているものとする。
【００６７】
ここで、上記プログラムメディアとは、本体側と分離可能に構成され、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスク,ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ(コンパクトディスク)‐ＲＯＭ,ＭＯ(光磁気)ディスク,ＭＤ(ミニディスク),ＤＶＤ(ディジタルビデオディスク)等の光ディスクのディスク系、ＩＣ(集積回路)カードや光カード等のカード系、マスクＲＯＭ,ＥＰＲＯＭ（紫外線消去型ＲＯＭ),ＥＥＰＲＯＭ(電気的消去型ＲＯＭ),フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系を含めた、固定的にプログラムを坦持する媒体である。
【００６８】
また、上記各実施の形態における音声合成装置は、モデムを備えてインターネットを含む通信ネットワークと接続可能な構成を有している場合には、上記プログラムメディアは、通信ネットワークからのダウンロード等によって流動的にプログラムを坦持する媒体であっても差し支えない。尚、その場合における上記通信ネットワークからダウンロードするためのダウンロードプログラムは、予め本体装置に格納されているものとする。あるいは、別の記録媒体からインストールされるものとする。
【００６９】
尚、上記記録媒体に記録されるものはプログラムのみに限定されるものではなく、データも記録することが可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置は、音声を分類する際の基準毎に音声特徴量を格納した基準別ベクトル符号帳を有して、上記基準別ベクトル符号帳を予め決められたカテゴリに属する複数組の基準のベクトル符号帳と上記カテゴリに属さない基準のベクトル符号帳とで成し、切換手段によって、声質指定に基づいて上記複数組の上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳から１組を切り換え選択するので、上記カテゴリを声質に影響を及ぼすようなカテゴリに設定すれば、上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳のみを複数組設けることによって複数の声質による音声合成を実現できる。
【００７１】
したがって、複数の声質による音声合成を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制することができる。
【００７２】
また、第２の発明の音声素片情報出力装置は、音声素片とこの音声素片に該当する各基準毎の上記基準別ベクトル符号帳へのインデックスとが格納された音声素片データベースを有して、上記第１の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置と同様にして、声質指定に基づいて上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳が１組切り換え選択されると、音声素片選択手段によって、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記選択された上記カテゴリに属する基準のベクトル符号帳と１組の上記カテゴリに属さない基準のベクトル符号帳とで成る基準別ベクトル符号帳および上記音声素片データベースを参照して音声素片情報を選択するので、上記音声素片情報の選択を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制することができる。
【００７３】
また、第３の発明の音声合成装置は、上記第２の発明の音声素片情報出力装置と同様にして、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報が選択されると、音声合成手段によって、上記選択された音声素片情報に基づいて合成音声を生成するので、複数の声質によって合成音声を生成するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制することができる。
【００７４】
また、第４の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置は、音声を分類する際の基準毎に音声特徴量を格納した複数組の基準別ベクトル符号帳を有し、切換手段によって、声質指定に基づいて上記複数組の基準別ベクトル符号帳から１組を切り換え選択するので、複数の声質による音声合成を行うに際して、基準別ベクトル符号帳を複数組設ける場合に比して、上記基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制することができる。
【００７５】
また、第５の発明の音声素片情報出力装置は、音声素片とこの音声素片に該当する各基準毎の上記基準別ベクトル符号帳へのインデックスとが格納された音声素片データベースを有して、上記第４の発明の基準別音声特徴ベクトル格納装置と同様にして、声質指定に基づいて上記基準ベクトル符号帳が１組切り換え選択されると、音声素片選択手段によって、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて、上記選択された基準ベクトル符号帳および上記音声素片データベースを参照して音声素片情報を選択するので、上記音声素片情報の選択を行うに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳の夫々を複数組設ける場合に比して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制することができる。
【００７６】
また、第６の発明の音声合成装置は、上記第５の発明の音声素片情報出力装置と同様にして、与えられた基準と上記声質指定とに基づいて上記音声素片情報が選択されると、音声合成手段によって、上記選択された音声素片情報に基づいて合成音声を生成するので、複数の声質によって合成音声を生成するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制することができる。
【００７７】
また、第７の発明の音声合成処理プログラムは、コンピュータを、上記第３の発明あるいは上記第６の発明の音声合成装置における上記基準別ベクトル符号帳,切換手段,音声素片データベース,音声素片選択手段および音声合成手段として機能させるので、上記第３の発明あるいは第６の発明の場合と同様に、複数の声質による音声合成を実現するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加を抑制できる。
【００７８】
また、第８の発明のプログラム記録媒体は、上記第７の発明の音声合成処理プログラムが記録されているので、上記第７の発明の場合と同様に、複数の声質による音声合成を実現するに際して、上記音声素片データベースおよび基準別ベクトル符号帳のデータ容量の増加が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の合成音声装置におけるブロック図である。
【図２】  第１の周波数スペクトルを周波数シフトして第２の周波数スペクトルを得る一括変換処理方法の説明図である。
【図３】  図２における一括変換処理結果の具体例を示す図である。
【図４】  図２とは異なる変換処理方法の説明図である。
【図５】  図２および図４とは異なる変換処理方法の説明図である。
【図６】  図１とは異なる音声合成装置における音素別ベクトル符号帳の部分のブロック図である。
【図７】  テキストから音声を生成する音声合成装置の一般的な構成を示す図である。
【図８】  複数の音声素片データベースを備える音声合成装置のブロック図である。
【図９】  音声素片データベースのデータ容量を圧縮削減した音声合成装置のブロック図である。
【図１０】  図９における音声素片データベースのデータ構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
３１…入力端子、
３２…テキスト解析器、
３３…韻律生成器、
３４…音声素片選択器、
３５…音声合成器、
３６…音声出力端子、
３７…音声素片データベース、
３８…音声特徴ベクトル選択器、
３９,６１…切換器、
４０,４１,６２,６３…音素別ベクトル符号帳、
４２,４６,５１…変換器、
４７,４９,６４,６６…母音符号帳、
４８,５０,６５…子音符号帳。